本發(fā)明涉及一種彈簧、尤其是板簧，所述彈簧用于應(yīng)用在車輛中，所述彈簧具有中間區(qū)域以及兩個邊緣區(qū)域，該中間區(qū)域具有帶有第一彎曲方向的彎曲部。

背景技術(shù)：

在汽車制造中已知，使車輛的車輪和車身彼此彈性運動。尤其是對于非常大的和重的車輛，為此使用板簧，因為通過簡單的結(jié)構(gòu)可以滿足各種各樣的負(fù)載要求。此外，板簧可以簡單地維護，并且在損壞的情況下也可以簡單地修復(fù)。由現(xiàn)有技術(shù)已知，將板簧設(shè)計為兩件式的，其中例如在無負(fù)載或者以小的負(fù)載的情況下的運行時第一部件承受較小的力，并且例如在配備有板簧的車輛中當(dāng)負(fù)載較大時，第二部件支撐性地作用。通過該由兩個部件的組合可實現(xiàn)彈簧特性曲線有利的變化。然而當(dāng)?shù)诙椈刹考饔脮r，過渡是跳躍式的，這對配備有這樣的兩件式的彈簧裝置的車輛的行駛特性有不利影響。彈簧特性曲線具有拐點，該拐點尤其是對車輛的行駛特性有不利影響。

此外，這樣的兩件式的板簧與作為一件式的實施方式相比具有高得多的重量，這對配備有這樣的彈簧裝置的車輛的能耗有不利影響。此外，車輛的總重增加，由此允許的最高載重量降低。

為了使過渡變得平滑，由現(xiàn)有技術(shù)已知，替代兩件式的板簧結(jié)構(gòu)，使用多件式的板簧結(jié)構(gòu)。但由此一方面會無法達到真正漸進式的彈簧特性曲線。此外，由彈簧大的自重引起的已知的問題被放大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，克服上述的缺點。

按照本發(fā)明，該目的通過開頭所述型式的彈簧得以實現(xiàn)，所述彈簧特征在于，在無負(fù)載的狀態(tài)下，邊緣區(qū)域分別具有帶有第二彎曲方向和頂點的彎曲部，其中第二彎曲方向和第一彎曲方向相反；所述彈簧具有穿過邊緣區(qū)域的彎曲部的頂點延伸的頂點軸線；并且邊緣區(qū)域的端部區(qū)域遠離頂點軸線地朝向頂點軸線的一側(cè)傾斜，中間區(qū)域位于該側(cè)上。

通過所說明的彈簧的幾何形狀，得到多個不同的優(yōu)點：

按照本發(fā)明制造的板簧可以具有顯著非線性的、尤其是漸進式的特征曲線，這對配備有按照本發(fā)明的彈簧裝置的車輛的行駛特性有有利影響。

此外，對于板簧一件式的設(shè)計，整個彈簧裝置的材料和重量可以得以節(jié)省，這既使制造成本更低，又減小了車輛的總重。

這通過在負(fù)載升高時功能性地縮短板簧的有效長度引起。

在本發(fā)明的一種尤其優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，各邊緣區(qū)域成型為彼此對稱的。由此可以均勻地承受作用在板簧上的力。備選于此可以規(guī)定，各邊緣區(qū)域成型為彼此不對稱的。由此，板簧可以有利地針對預(yù)定的條件、例如針對各種不同構(gòu)造的底盤進行設(shè)計。

此外，在本發(fā)明的范疇中優(yōu)選，按照本發(fā)明的彈簧包括彈簧鋼和/或復(fù)合材料。所述復(fù)合材料可以具有玻璃纖維，所述玻璃纖維優(yōu)選作為增強組分嵌入到復(fù)合材料的塑料中。附加于此或者備選于此，所述復(fù)合材料可以具有熱固性樹脂或者熱塑性樹脂。尤其可以規(guī)定，所述復(fù)合材料具有聚氨酯和/或聚酰胺和/或聚酯。

尤其優(yōu)選的是：在彈簧的表面上設(shè)置纖維，尤其是設(shè)置玻璃纖維，所述纖維基本上平行于頂點軸線尤其是從一個邊緣區(qū)域延伸到相對置的邊緣區(qū)域。由此，板簧雖然重量相對較低，但得以進一步增強。

在一種優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，至少一個端部區(qū)域以角度α遠離頂點軸線地朝向頂點軸線的一側(cè)傾斜，中間區(qū)域位于該側(cè)上，其中角度α處于從1°至135°的范圍中、優(yōu)選處于從10°至90°的范圍中、尤其優(yōu)選處于從20°至60°的范圍中，所述角度尤其是45°。

按照本發(fā)明，提出板簧的應(yīng)用，其中作用在中間區(qū)域上的力向量朝向頂點軸線定向，并且作用在端部區(qū)域上的力向量在相反的方向上定向。

在本發(fā)明的范疇中優(yōu)選規(guī)定，頂點軸線在安裝狀態(tài)中位于中間區(qū)域的上方。

此外提出了一種具有按照本發(fā)明的彈簧的車輛，所述彈簧處于所述優(yōu)選的安裝狀態(tài)中。

本發(fā)明其他優(yōu)選實施方式是另外的從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。

附圖說明

接下來根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖中示出：

圖1和2示出按照現(xiàn)有技術(shù)的兩件式的板簧在不同的負(fù)載狀態(tài)下；

圖3為根據(jù)圖1和圖2的板簧的彈簧特性曲線；

圖4按照本發(fā)明的一件式的板簧的實施方式；

圖5至14示出根據(jù)圖4的板簧在各種不同的負(fù)載狀態(tài)下；

圖15為根據(jù)圖10至14的板簧的彈簧特性曲線；

圖16為根據(jù)圖4至14的板簧的應(yīng)用方式；并且

圖17為按照本發(fā)明的一件式的板簧的另一實施方式。

具體實施方式

在圖1和圖2中示出了由現(xiàn)有技術(shù)已知的兩件式的板簧處在不同的負(fù)載狀態(tài)下。圖1對應(yīng)一種基本上沒有負(fù)載的狀態(tài)。在圖2中示出的板簧5的變形對應(yīng)這樣一種負(fù)載狀態(tài)，在該負(fù)載狀態(tài)中車輛載重。

這種已知的板簧包括第一彈簧部件1，其具有一個中間區(qū)域2和兩個邊緣區(qū)域3。第一彈簧部件1在其中間區(qū)域2中設(shè)置在第二彈簧部件4上。在無負(fù)載的狀態(tài)下，邊緣區(qū)域3與第二彈簧部件4間隔開距離。在負(fù)載升高時，兩個邊緣區(qū)域3靠近第二彈簧部件4，直到它們貼靠在第二彈簧部件4上。直至邊緣區(qū)域3貼靠在第二彈簧部件4上的時刻，板簧具有相對平坦延伸的、接近線性的彈簧特性曲線，如在圖3中所示。所述彈簧特性曲線示出板簧的變形(位移)和作用到板簧上的力之間的關(guān)系。在負(fù)載進一步升高時，第一彈簧部件2和第二彈簧部件4共同變形。從這個時刻開始，板簧具有陡峭延伸的、還是接近線性的彈簧特性曲線。所述彈簧特性曲線具有拐點，該拐點尤其是對車輛的行駛特性有不利影響。在此，從“軟的”彈性特性到“硬的”彈性特性之間的過渡是跳躍式的。彈簧剛度不連續(xù)地隨著負(fù)載的升高而增大。為了使過渡更平滑，由現(xiàn)有技術(shù)已知，替代兩件式的板簧結(jié)構(gòu)，使用多件式的(例如三件式或四件式的)彈簧結(jié)構(gòu)。但由此會無法達到真正漸進式的彈簧特性曲線。此外，由彈簧大的自重引起的已知問題被放大。

在圖4中示出按照本發(fā)明的一件式的板簧5的一種實施方式。板簧5具有：中間區(qū)域6，該中間區(qū)域具有帶有第一彎曲方向的彎曲部；以及兩個分別帶有端部區(qū)域8的邊緣區(qū)域7。中間區(qū)域6在此具有基本上直線延伸的基部區(qū)域16。

在無負(fù)載的狀態(tài)下，邊緣區(qū)域7分別具有帶有第二彎曲方向和頂點10的彎曲部，其中第二彎曲方向與第一彎曲方向相反。彈簧5具有穿過邊緣區(qū)域7的彎曲部的頂點10延伸的、虛擬的頂點軸線11，其中邊緣區(qū)域7的端部區(qū)域8遠離頂點軸線11地朝向頂點軸線11的這樣的一側(cè)傾斜，中間區(qū)域6位于該側(cè)上。在示出的實施方式中，端部區(qū)域8相對于頂點軸線11以基本上45°的角度傾斜。端部區(qū)域8在此具有彎曲的區(qū)段17和基本上直線的端部區(qū)段18。

端部區(qū)域8分別具有用于將板簧5與車輛底盤連接的機構(gòu)9，其中所述機構(gòu)9在示出的實施例中為卷曲的環(huán)眼。對于按照本發(fā)明的板簧5，還可以設(shè)置其他用于將板簧5與車輛底盤連接的機構(gòu)9。根據(jù)板簧5的類型，兩個機構(gòu)9都可以是環(huán)眼。一個機構(gòu)9也可以為卷曲的或者模制的例如安置在端部區(qū)域8中的環(huán)眼，而另一端部區(qū)域8可以基本上平坦地延伸。

圖5至9示出，板簧5從圖5出發(fā)到圖9在負(fù)載升高時是如何變形的。繪出了板簧5的有效長度12，該有效長度從圖5直到圖9變短，這導(dǎo)致彈簧特性曲線(圖15)斜度提高，亦即導(dǎo)致彈簧剛度的增大。

在圖5中示出了在基本上無負(fù)載狀態(tài)下的板簧5，其中板簧5的有效長度12基本上等于板簧5的長度，因為板簧5在負(fù)載下在整個長度上顯著地彈性變形。在負(fù)載升高時，邊緣區(qū)域8更大程度地向中間區(qū)域6傾斜，亦即邊緣區(qū)域8更大程度地遠離頂點軸線11傾斜。通過相對于端部區(qū)域的縱向以較小的角度在那里作用的力向量，在邊緣區(qū)域中的彎矩變小，從而邊緣區(qū)域8較少地彈性變形。

由此，板簧5的有效長度12縮短，直到該有效長度在圖9中示出的狀態(tài)下只具有在頂點10之間的距離的長度。通過板簧5的有效長度12這樣的縮短結(jié)合提高的負(fù)載，產(chǎn)生漸進式的彈簧特性曲線。彈簧剛度于是隨著負(fù)載的提高并且與負(fù)載的提高相關(guān)地連續(xù)增大。

此外，在根據(jù)圖15的彈簧特性曲線中標(biāo)記了多個不同的點，這些點對應(yīng)于一定的負(fù)載狀態(tài)。所述負(fù)載狀態(tài)配屬于根據(jù)圖10至14相應(yīng)地成形或者變形的板簧5，其中根據(jù)圖10至14的負(fù)載狀態(tài)對應(yīng)于根據(jù)圖5至9的板簧5的負(fù)載狀態(tài)。

在圖16中示出了按照本發(fā)明的板簧5的一種應(yīng)用方式，其中示出，止動緩沖器13配設(shè)給頂點10的區(qū)域。

圖17示出按照本發(fā)明的板簧5的一種實施方式，其中用于使板簧5和車輛底盤連接的機構(gòu)不是卷曲的環(huán)眼9。更準(zhǔn)確地說，在此實施方式中規(guī)定，板簧5固定地與底盤連接。這可以在有或者沒有中間件的情況下例如通過焊接和/或借助銷釘實現(xiàn)。

所有示出的按照本發(fā)明的板簧5的實施方式具有如下共同點：作用在中間區(qū)域6處的力向量14(圖4)朝向頂點軸線11定向，并且與作用在端部區(qū)域8處的力向量15以相反的方向定向。

本發(fā)明的說明是就板簧而言的。按照本發(fā)明的技術(shù)效果對于其他橫截面形狀、例如棒狀彈簧也是有效的，從而本發(fā)明可以延伸到其他不同于板簧的形狀上。

總而言之，可以如下說明本發(fā)明的實施例：一種彈簧、尤其是一種板簧，該彈簧用于應(yīng)用在車輛中，所述彈簧具有：中間區(qū)域6，該中間區(qū)域具有帶有第一彎曲方向的彎曲部；以及兩個邊緣區(qū)域7。在無負(fù)載的狀態(tài)下，邊緣區(qū)域7分別具有帶有第二彎曲方向和頂點10的彎曲部，其中第二彎曲方向與第一彎曲方向相反。板簧5具有穿過邊緣區(qū)域7的彎曲部的頂點10延伸的頂點軸線11。邊緣區(qū)域7的端部區(qū)域8遠離頂點軸線11地朝向頂點軸線11這樣的一側(cè)傾斜，中間區(qū)域6位于在該側(cè)上。